一种用于不锈钢管道修复的内衬管及修复工艺制造技术

本发明专利技术提出了一种用于不锈钢管道修复的内衬管及修复工艺，该内衬管包括由内致外依次设置的内无纺布层、复合纤维毡层、蜂窝型树脂层、外无纺布层，各层间设有粘结层连接，其中，复合纤维毡层、蜂窝型树脂层厚度之和占比为内衬管厚度的70‑85%，两者间厚度比为1:0.4‑0.6；内无纺布层采用涤纶/丙纶长丝土工布，600‑700克重；外无纺布层采用聚酯纺粘短丝土工布，800‑850克重；粘结层厚度为0.1‑0.3mm；本发明专利技术通过合理的层间设计和原料选取，制得的内衬管物化性质显著提高，性能稳定，层间过渡连接性强，与管道间的结合效果好，修复管道性能合格率达100%，且有效使用寿命相较于原管道提高了2.6倍以上，值得推广应用。

An inner liner used for repairing stainless steel pipe and its repairing process

【技术实现步骤摘要】
一种用于不锈钢管道修复的内衬管及修复工艺
本专利技术涉及不锈钢管道
，具体涉及一种用于不锈钢管道修复的内衬管及修复工艺。
技术介绍
近些年，随着国家开发西部的工作的开展，国内管道建设也迎来了高峰期，从2001年西气东输工程的开始，国内管道的安装建设就开始向国际水平靠拢，具有大口径、高强度、高压力的方向发展。不锈钢钢管是一种中空的长条圆形钢材，主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。另外，在折弯、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。在城市或工业管道系统中，一些老旧管线由于接近设计年限、地质沉降、地面建筑、地表植物等原因，已经出现了老化和渗漏，如果采用整体开挖更换修复，将会遇到很多不可预知的困难，如管线上的地面建筑、封闭道路影响交通、其他交叉管线的冲突、工期长成本高等，现在国际领先的方法就是各种非开挖修复技术，具有施工周期短、临时占地面积小、安全可靠、不阻碍交通及周围环境等显著特点。管道的非开挖翻衬技术是指在不开挖地表的条件下，采用纺织纤维材料制成内衬材料，对其外表面涂覆防渗膜，对其内表面浸渍粘结树脂；然后采用翻转法利用气压或水压使内衬材料以“管中管”的形式衬于管道内壁并粘结其上，在一定压力下，树脂常温或加热条件下固化后，形成内壁光滑的管状纺织复合材料，从而完成对受损管道的保护与修复。复合材料修复技术相较于传统方法，具有独特的、不可替代的优势：1)修复期间不影响管道的运输，可持续生产；2)节约成本可达40-50％；3)修复后不影响管道的运输能力；3)易于安装，操作简单，不需要专门设备；5)安装快捷，一般不超过2h；6)适应环境能力强。当下，为了适应不同环境下的管道应用，管道内衬必不可少，一般不锈钢管都会设置内衬，如何保证内衬层与管道本体间的优良结合以及修复后管道的力学性能要求是该技术的关键问题。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出了一种用于不锈钢管道修复的内衬管及修复工艺，通过合理的层间设计和原料选取，制得的内衬管物化性质显著提高，性能稳定，层间过渡连接性强，与管道间的结合效果好，修复管道性能合格率达100％，且有效使用寿命相较于原管道提高了2.6倍以上，值得推广应用。为了实现上述的目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种用于不锈钢管道修复的内衬管，该内衬管包括由内致外依次设置的内无纺布层、复合纤维毡层、蜂窝型树脂层、外无纺布层，各层间设有粘结层连接，其中，复合纤维毡层、蜂窝型树脂层厚度之和占比为内衬管厚度的40-60％，两者间厚度比为1:0.4-0.6；内无纺布层采用涤纶/丙纶长丝土工布，600-700克重；涤纶、丙纶按1：1混纺；外无纺布层采用聚酯纺粘短丝土工布，800-850克重；单层粘结层厚度为0.1-0.2mm。作为本专利技术的进一步优化，内无纺布层内还设有内防护膜层，内防护膜层采用环氧树脂密封胶，内防护膜层厚度为0.2-0.3mm。环氧密封胶由市场采购常规产品即可，本专利技术选用深圳市诚信康胶粘剂有限公司或东莞市聚力胶粘制品有限公司产品。作为本专利技术的进一步优化，复合纤维毡层采用玻璃纤维/碳纤维复合材料；蜂窝型树脂层采用聚氨酯改性环氧丙烯酸酯，粘结层采用环氧丙烯酸酯树脂/ABS改性复合材料。作为本专利技术的进一步优化，复合纤维毡层包括单向碳纤维布、单向玻璃纤维布、单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布(碳纤维与玻璃纤维质量含量比为1:0.7，由于碳纤维、玻璃纤维两者物性不同，收缩膨胀差异较大，为保证层间的优异结合，该质量比为最优选，有效保证了两种材料结合的顺利过渡承接，刚性、柔韧性均有效提高)，三种类型布料通过浸渍胶铺层叠设连接；具体的，单向碳纤维布设有两层，分别设于上、下两个外侧层，单向玻璃纤维布与单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布交替设于上、下两个单向碳纤维布之间，且单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布与单向碳纤维布之间相触，单向玻璃纤维布与单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布铺设层数之和为3层或5层。作为本专利技术的进一步优化，蜂窝型树脂层制备方法为，取适量双酚F环氧丙烯酸酯预聚物与聚氨酯预聚体，搅拌条件下向其中加入填充剂，60℃超声处理15min(25-28KHz)，然后再向其中加入稀释剂、引发剂、催化剂和促进剂，70-90℃加热反应1-3h，以热胶凝状态导入相应的蜂窝型模腔内，固化成型，成型后的蜂窝型树脂层孔隙率为55-62％。作为本专利技术的进一步优化，蜂窝型树脂层中填充剂为纳米级滑石粉，稀释剂为质量比1:0.5的MMA、GMA组合物，引发剂为质量比1:0-1的过氧化二苯甲酰、安息香甲醚，催化剂为四甲基氯化铵，促进剂为环烷酸钴；蜂窝型树脂层中各原料质量百分含量为双酚F环氧丙烯酸酯预聚物16-22％、聚氨酯预聚体15-25％、填充剂2-7％、引发剂0.5-2％、催化剂0.5-1％、促进剂0.5-2％、稀释剂余量。作为本专利技术的进一步优化，粘结层制备方法为，取适量环氧丙烯酸酯树脂和ABS树脂，向其中添加适量填充剂、偶联剂、活性稀释剂、引发剂、促进剂，混合均匀后，固化，破碎呈颗粒状，颗粒粒径为0.5-3mm。使用时，将颗粒状材料热熔喷射涂覆。作为本专利技术的进一步优化，填充剂为中空玻璃微球，偶联剂为KH-550，活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯，引发剂为含55wt％过氧化二苯甲酰的邻苯二甲酸二辛酯混合物，促进剂为环烷酸钴；粘结层中各原料质量百分含量为环氧丙烯酸酯树脂20-27％、ABS树脂8-15％、填充剂2.5-4％、偶联剂2-5％、引发剂0.5-2％、促进剂0.5-2％、稀释剂余量。一种基于柔性内衬管的不锈钢管道修复工艺，该柔性内衬管采用权利要求3-7任一项所述的用于不锈钢管道修复的内衬管。一种基于柔性内衬管的不锈钢管道修复工艺，修复工艺步骤如下：1)取内无纺布层、复合纤维毡层、蜂窝型树脂层、外无纺布层、粘结层原料，将内无纺布层、复合纤维毡层、蜂窝型树脂层、外无纺布层依次叠设，且层间放置粘结层原料，热压成型得片材；2)将片材一面涂覆防护膜层，干燥后，将片材卷设缝边呈管状，即为内衬管坯管，内衬管坯管缝合区域宽度为管体内径的10-20％，且防护膜层处于管体内壁侧；3)对待修复的不锈管管道定位开挖，切割拆除部分原管道，并进行清洗和表面处理，保证管道切口、内外壁平滑无杂质；4)将内衬管坯管插入原管道内，两端密封，利用水压或气压胀管，然后将内衬管坯管与原管道两端封口，层间抽真空，并向其中注入热凝胶的粘结层材料，注满后固化即可，然后对成型后的含内衬管道进行性能检测。由于采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术内衬管通过合理的层间设计和原料选取，制得的内衬管物化性质显著提高，性能稳定，层间过渡连接性强，与管道间的结合效果好，修复管道性能合格率达100％，且有效使用寿命相较于原管道提高了2.6倍以上，值得推广应用。本专利技术内衬管采用复合纤维毡层和蜂窝型树脂层作为强化功能层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于不锈钢管道修复的内衬管，其特征在于：该内衬管包括由内致外依次设置的内无纺布层、复合纤维毡层、蜂窝型树脂层、外无纺布层，各层间设有粘结层连接，其中，/n复合纤维毡层、蜂窝型树脂层厚度之和占比为内衬管厚度的40-60％，两者间厚度比为1:0.4-0.6；/n内无纺布层采用涤纶/丙纶长丝土工布，600-700克重；/n外无纺布层采用聚酯纺粘短丝土工布，800-850克重；/n单层粘结层厚度为0.1-0.2mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于不锈钢管道修复的内衬管，其特征在于：该内衬管包括由内致外依次设置的内无纺布层、复合纤维毡层、蜂窝型树脂层、外无纺布层，各层间设有粘结层连接，其中，
复合纤维毡层、蜂窝型树脂层厚度之和占比为内衬管厚度的40-60％，两者间厚度比为1:0.4-0.6；
内无纺布层采用涤纶/丙纶长丝土工布，600-700克重；
外无纺布层采用聚酯纺粘短丝土工布，800-850克重；
单层粘结层厚度为0.1-0.2mm。


2.根据权利要求1所述的用于不锈钢管道修复的内衬管，其特征在于：所述内无纺布层内还设有内防护膜层，内防护膜层采用环氧树脂密封胶，内防护膜层厚度为0.2-0.3mm。


3.根据权利要求2所述的用于不锈钢管道修复的内衬管，其特征在于：所述复合纤维毡层采用玻璃纤维/碳纤维复合材料；蜂窝型树脂层采用聚氨酯改性环氧丙烯酸酯，粘结层采用环氧丙烯酸酯树脂/ABS改性复合材料。


4.根据权利要求3所述的用于不锈钢管道修复的内衬管，其特征在于：所述复合纤维毡层包括单向碳纤维布、单向玻璃纤维布、单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布，三种类型布料通过浸渍胶铺层叠设连接；具体的，单向碳纤维布设有两层，分别设于上、下两个外侧层，单向玻璃纤维布与单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布交替设于上、下两个单向碳纤维布之间，且单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布与单向碳纤维布之间相触，单向玻璃纤维布与单向碳纤维/单向玻璃纤维混纺布铺设层数之和为3层或5层。


5.根据权利要求3所述的用于不锈钢管道修复的内衬管，其特征在于：所述蜂窝型树脂层制备方法为，取适量双酚F环氧丙烯酸酯预聚物与聚氨酯预聚体，搅拌条件下向其中加入填充剂，60℃超声处理15min，然后再向其中加入稀释剂、引发剂、催化剂和促进剂，70-90℃加热反应1-3h，以热胶凝状态导入相应的蜂窝型模腔内，固化成型，成型后的蜂窝型树脂层孔隙率...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪虎，姜庆凤，
申请(专利权)人：江苏众信绿色管业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32